变压器现场感应耐压和局部放电试验分析

杨琛剑

国网四川电力送变电建设有限公司 四川省 成都市 610000

摘要：本文以某变压器设备厂所制造的变压器为主要分析对象，在进行普通试验分析以后，再实施变压器现场感应耐压和局部放电试验，进而分析和总结变压器试验结果，综合保障变压器设备的运行稳定性和安全性。

关键词：变压器设备；现场试验；感应耐压试验；局部放电试验

1 局部放电试验分析

1.1 试验对象及方法

本次试验以某变压器设备厂所制造的220kV变压器作为主要分析对象。具体试验中将会采用倍频加压方法，低压绕组单相励磁，高压绕组和中压绕组中性点接地，构成较为标准的接线形式，并通过分组的方式进行具体试验实施。

1.2 加压形式

试验中具体加压形式如图1所示。其中，需要以u₁和t₁分布为试验电压和预加压时间；u₂和t₂分布为激发电压和激发电压时间；t₃为试验持续时间^[1]。

图1 加压形式示意图

在试验中，在将电压提高至试验电压值u₁以后，需要将保持5min，即t₁设置为5min，时间超过预加压时间以后，将电压提高至激发电压值u₂以后，保持5s，然后再将电压降至u₁，保持30min，即t₃为30min。试验中除了需要控制电压变化以外，还需要时刻关注放电量变动情况。根据现行规定标准可以计算出：

1.3 试验回路

局部放电试验具体试验回路接线如图2所示。

图2 局部放电试验回路接线示意图

在试验中，T₁为电源变压器，其实际参数为35/0.4kV，180kVA；T₂为中间变压器，其实际参数为2×35/0.66kV，180kVA；T₃为此试验中待试验变压器；T₄为自耦调压器，其实际参数为0.5~1kVA；V为电压表，其实际参数为0.5V、150V、300V、600V；C为套管电容；Z为检测阻抗。

1.4 局部放电量测定分析

局部放电量测定分析过程中主要采用的测定设备为JF8601局部放电仪。

1.4.1 测定回路校正

在试验中，需要通过局部放电仪对放电测定阻抗区域的电脉冲幅值进行有效读取，为保障读取结果的精确性和有效性，需要先对测定回路进行科学校正。具体回路校正过程中，作用电荷（q0）应通过方波发生器配合小电容的方式设置在试验变压器两侧，设置完成后，再通过局部放电仪对放电测定阻抗区域的电脉冲幅值进行读取，读数为h0，如此便可以获取刻度系数为 。试验中所获取的试验相读数为h₁，而试验相的实际放电量为^[2]。

此外，在方波回路校正过程中，还需要确保校正后的回路满足以下几点要求：

第一，应结合测试回路的实际情况科学选择小电容（C₀）。同时，根据IEC要求，校正后回路电脉冲的上升沿应为 。综合考虑分析后，确定本次试验中小电容C₀为100pF。

第二，应确保试验中方波输出电压（U₀）的精准性和稳定性。在实际测试过程中，因为 ，若是存在方波发生器电源不充足等情况，那么便会影响q₀的精准性，进而导致实际测量过程中出现测量误差情况^[3]。

1.4.2 测定结果分析

基于上述试验参数及试验内容，完成整改变压器局部放电试验后，获取到表1中的试验结果。

表1 局部放电试验结果

试验相	A	B	C	Am	Bm	Cm
放电量（PC）	220	260	260	540	430	540

如表1所示，试验测试中的高压侧局部放电量低于300PC，此数值满足当前要求标准，中压侧的局部放电量要高于高压侧局部放电量。在深入研究后发现导致此种情况的主要根源在于变压器设备的构造情况，即变压器高压侧出线端设置有金属屏蔽设备，而中压侧则没有设置金属屏蔽设备或者其他相应的应对设备。基于试验结果，某变压器设备厂可以对变压器设计进行科学优化完善，进而促使变压器放电量下降，解决当前变压器存在的问题，确保后续变压器产品运行的安全性和稳定性。由此可见，变压器局部放电试验分析对于变压器优化完善极为重要，变压器设备厂必须要提高相关重视，做好变压器局部放电试验工作。

2 感应耐压试验分析

此试验中将会采用非被试验相励磁法，试验中高压侧试验电压将会设置为340kV，中压侧则会设置为170kV，低压侧则会设置为63kV，具体回路电压情况如图3所示，具体接线回路仍然会采用上文中的接线回路。

图3 感应耐压试验中电压情况示意图

2.1 高压侧监测

在试验中，试验相套管电容的末端将会串联有一个标准电容，该标准电容会与套管电容共同组成一个电容分压器装置，结合现有研究成果及过往经验可知，此种监测方式将具有一定的实用性和精准性。

2.2 中压侧监测

在试验过程中，在没有设置补偿的情况下，实际检测过程中需要借助中间变压器设备来对中压侧电压进行检测。具体来说就是借助中间变压器的实际监测电压（U_e1）小于中压侧监测电压（U_e2）的特点（U_e1＜U_e2），进而获取实际中压侧容升情况。若是在试验过程中仅对中间变压器监测电压进行获取，那么势必会导致实测试验电压超过标准试验电压，此种情况不仅会导致测量结果精准性受到影响，严重的甚至会引发相关设备损毁等安全性问题^[4]。

在设置补偿的情况下，确定中间变压器的实际监测电压（U_e1）小于中压侧监测电压（U_e2），即（U_e1＜U_e2）以后，若是仅对中间变压器监测电压进行获取，那么将会导致实测试验电压与标准试验电压出现较大差异情况。因此，在实际试验过程中，应尽可能先从高压侧开始对实验电压检测，并在回路中合理设置补偿，避免试验过程中出现容升情况，保障试验结果的精准性以及试验过程的安全性。此外，在设置补偿时，应合理确定补偿值，避免因补偿值过大而影响到测试结果的精准性。综上所述，在感应耐压试验过程中，合理借助分压器开展中压侧监测也是极为必要的，试验中必须要结合试验对象及试验回路的实际情况合理设置分压器。

2.3 试验结果分析

通过感应耐压试验可得到以下几点试验结论：

第一，本文所设置的变压器设备感应耐压试验符合相关试验要求标准，故本文所获取的试验结果也具有一定的实用性和可行性。

第二，本次试验中主要采用了非被试验相励磁法，对于低压侧的试验电压大约仅有被试验相励磁法的试验相电压的一般，深入研究后发现，其主要原因在于采用非被试验相励磁法以后，相比较被试验相励磁法的低压侧试验电压，测试中低压侧的试验电压也有着约一半下降的情况，此种情况将会促使试验中低压侧相关试验设备中存在的各类问题均较易解决，进而保障整个试验工作的有序进行。所以本文所提出的非被试验相励磁法可以在当前变压器感应耐压试验中得到一定普及应用。

第三，在实际试验前，为保障试验结果精准性和整个试验过程的安全性，应加强各绕组连线、构造情况进行仔细检查，并以此来确保不同绕组之间相邻处的电压不会超过实际试验电压标准值。

第四，在试验中，应保障中性点电压低于试验中所允许的电压标准值，尤其是针对其中存在部分有载分接开关的中性点来说，更是需要确保所有载分接开关的实际电压值不会超过中性点允许电压标准值。

3 结束语

综上所述，对变压器实施现场感应耐压试验和局部放电试验均有着一定的必要性，所以为确保变压器后续使用中的稳定性和安全性，变压器设备厂不仅需要对变压器实施常规测试试验，还需要进行现场感应耐压试验和局部放电试验，并以此来综合确定变压器综合性能，分析变压器中存在的问题，根据问题提出解决方案，优化现有变压器设计方案。基于此思路，本文在变压器完成常规测试实验后，继续对变压器进行局部放电试验和感应耐压试验，并综合介绍了局部放电试验和感应耐压试验的试验方法、加压形式、试验回路以及高中压监测等诸多方面细节内容，最终获取试验结果，确保试验精准性、有效性的同时，还可以为后续研究提供一定理论参考。

参考文献

[1]刘搏晗,刘振涛,李波,等.1000kV变压器长时感应电压带局部放电测量的试验研究[J].电力勘测设计,2020(S1):50-55.

[2]张哲铭,靳宇晖,吴邦,等.基于感应式振荡冲击耐压试验的变压器故障诊断技术[J].高电压技术,2019,045(002):549-556.

[3]张凯,张成飞,董宏林,等.220kV变压器局部放电故障实例分析与处理[J].变压器,2019,v.56;No.589(10):54-57.

[4]史兴文.海南州多能互补330kV升压变压器感应电压试验带局部放电测量[J].工程建设与设计,2019,000(009):63-64.

作者简介：杨琛剑（1983、04-），国网四川电力送变电建设有限公司，主要从事高压试验工作。